在当今世界，信息是最有价值的资产。信息可帮助您优化业务流程，分析市场并制定塑造公司未来的战略决策，甚至建立与客户的信任，从而提高他们的忠诚度。但是，随着处理数据量的增长，任何企业都不可避免地面临存储空间不足的问题。在不是计算能力突飞猛进，而是可用磁盘空间大打折扣的情况下，JBOD磁盘架是扩展IT基础架构的最具成本效益的解决方案。我们将在今天的文章中讨论它们。
Ultrastar Data硬件平台的主要优势
Western Digital提供了两种型号的Ultrastar JBOD阵列-Data60和Data102。这些修改在实现技术上完全相同，只是容量有所不同，这在名称中用数字索引雄辩地表明：较年轻的型号可以容纳60个3.5英寸SAS（12 Gb / s）或SATA（6 Gb / s） ）驱动器，而旗舰产品最多可包含102个驱动器。因此，一个Ultrastar Data60磁盘架最多可以存储840个RAW数据，并且Ultrastar Data102的最大容量已经达到1.4 PB（使用Western Digital Ultrastar DC HC 530硬盘，每个容量14 TB时）。同时，可用的24个托架可用于安装具有SAS或SATA接口的SSD，通过在需要高可用性的情况下利用JBOD来在容量和性能之间实现最佳平衡。
在设计Ultrastar Data系列磁盘架时，我们特别注意消除振动和高温对系统功能的负面影响。Western Digital工程师工作的结果是同时出现了两种辅助技术，这些技术大大改善了JBOD的运行特性：IsoVibe和ArcticFlow。让我们更详细地考虑它们。
IsoVibe旋转振动抑制技术
IsoVibe旨在消除HDD主轴旋转对阵列性能产生的旋转振动的不利影响。回想一下，当磁头在外部因素的影响下从磁道上移开时，磁盘微控制器被迫重新启动定位过程，因此，数据读/写时间会大大增加。因此，例如，当工作的硬盘驱动器受到角加速度为50弧度/秒2的旋转振动时，性能损失可能会超过70％的阈值。在JBOD的情况下，此问题变得更加严重，因为在相对紧凑的情况下，由于驱动器的高密度，它们相互之间的相互影响增加了很多倍。
在IsoVibe框架中实施的技术解决方案旨在防止振动在磁盘架托架的托架之间传播，这可以从技术本身的名称中猜测出来，该技术本身是英语短语“与振动隔离”的首字母缩写。因此，在Ultrastar Data的设计过程中，我们完全放弃了使用螺钉紧固件的方法：现在，驱动器是使用减震的微型滑板固定的，这不仅简化了磁盘的安装和更换过程，而且还大大降低了机箱内部的共振影响并将振动局部化隔间。
位于JBOD后面板上的隔振连接器也有助于减少振动，从而最大程度地减少了由于背板PCB中的插槽而引起的高频机械振动的传播。
背板PCB中的插槽可减少JBOD内的振动传播。
我们建议将Western Digital Ultrastar硬盘微控制器的智能固件与支持RVS（旋转振动防护）技术的JBOD阵列一起使用，以完成图像处理。专门的算法监视来自内置多轴加速度计的信号，并计算实时校正磁头单元运动轨迹所需的补偿力。
RVS旋转振动补偿的工作原理
与传统的HDD相比，支持RVS的驱动器即使在最苛刻的工作条件下，也能提供高达20倍的性能提升。
冷却系统ArcticFlow
磁盘架的另一个众所周知的问题，即位于后排的驱动器过热，由于独特的机架架构而得以成功解决，该架构的商品名为ArcticFlow。与振动一样，在空气冷却方面，主要问题是驱动器在几排中的排列过于密集。而且，由于大多数型号的空气通过第一排从机箱前部循环到后部，因此空气变热，其结果是，后排的冷却效率大大降低。
Ultrastar Data解决了以下问题。磁盘架分为彼此隔离的两个冷却区（每个4行）。提供通风的前部区域的空气通过旁管绕过后部侧面的旁通管从车身中排出。至于后排，在中央设置了一个单独的风道用于冷却，空气从第5排到第8排直接从空气流到蓄能器的后排。此外，单独的冷空气流直接提供给位于后面的电源和I / O模块。
Ultrastar数据磁盘架中的空气流通模式
此设计有助于实现真正令人印象深刻的结果。 ArcticFlow显着减小了前后区域之间的温差：它们之间的分布不超过10°C。使用基于第四代HelioSeal平台创建的Ultrastar驱动器时（有关数据中心硬盘生产中使用的技术的更多信息，您可以阅读“最热门”区域，即第8行的文章“比星星更明亮”）在电源托架附近，硬盘的最高温度不会升高到49°C以上。同时，平均每台冷却机要消耗1.6 W的电能，这是同类机型的两倍。
因此，ArcticFlow同时解决了3个任务：
- 有效的冷却有助于延长安装在JBOD中的驱动器的使用寿命，并且还完全消除了因过热而导致驱动器出现故障的可能性；
- 无需安装功能强大的高速冷却器，这也有助于降低整体振动水平，这会对设备的状态及其性能产生负面影响；
- 较低的功耗可以显着降低维护装有JBOD Ultrastar的数据中心的运营成本。
以Acronis为例，使用Ultrastar磁盘架构建云基础架构
Western Digital Ultrastar磁盘架适用于谁？首先想到的是使用大量数据运行的云服务。随着业务的扩展，这些公司不可避免地面临着扩展和维护IT基础架构的成本呈指数级增长的趋势，事实证明，后者越组织越复杂。
对于使用基于SaaS的云服务模型的快速成长的企业而言，这些问题尤为典型：为了跟上不断变化的市场并同时保持盈利能力，其中许多企业同时使用多种不同的解决方案。在最初的夫妇中，这种方法确实能够提供某些好处，但是从长远来看，这会导致管理，维护和进一步扩展现有基础架构的成本显着增加。
在这里，专门为公司和私人客户提供云网络安全解决方案的Acronis的经验非常具有参考意义。如今，该公司在我们地球的不同地区拥有14个数据中心，超过50万家企业的工作使用了这些数据中心的容量。
为了增加存储容量并优化维护成本，Acronis由于缺乏统一的硬件平台而面临许多重大挑战。该公司向长期的技术合作伙伴DIAWAY寻求帮助。为了预测资本和运营支出，系统集成商为接下来的5年创建了一个全面的财务模型。通过比较现代市场上的报价，DIAWAY专家得出的结论是，实施此项目的最佳选择是Western Digital Ultrastar Data60和Data102混合存储。
今年，该公司完成了从云基础架构到Ultrastar磁盘架的迁移，据Acronis全球技术运营总监Alex Beik称，此举获得了回报。迁移到新平台提供了许多关键优势，其中有必要强调：
- 降低总拥有成本
随着向Ultrastar混合存储的迁移，Acronis已实现了显着的CAPEX和OPEX节省，每TB的存储成本降低了25％以上。
- 提高存储系统的可靠性
Ultrastar JBOD的高级冷却和振动隔离技术，与冗余电源和可热插拔的I / O模块相结合，已帮助大大提高了DAE和存储基础架构的弹性。
- 维修方便
全球架构标准化简化了计划，以进一步扩展存储容量并简化Acronis庞大的IT基础架构的管理：如今，该公司的专家使用统一的工具和算法来解决分配的任务，如有必要，他们可以随时求助于Western Digital工程师。
部署基于Western Digital Ultrastar Data60和Veeam Software提供的软件的备份系统的示例
但是，不应以为Ultrastar磁盘架专门针对大型公司和云提供商：JBOD阵列可以成为中小企业中不可替代的工具。首先，我们正在谈论创建高容量和高效率的备份系统，为此，我们将以Ultrastar Data60 / 102的形式提供现成的软件包以及由我们的战略合作伙伴之一Veeam Software开发的软件，该软件专门用于创建备份领域的复杂解决方案复制数据。
公司的座右铭是“行之有效！” 不言而喻：Veeam致力于创造简单，有效，最重要的是，可靠的“定置即忘”产品，而且他们做得很好。并非巧合的是，2019年该公司的客户总数超过37.5万，其年营业额突破了10亿美元大关。
在设计基于Ultrastar磁盘架和Veeam软件的备份系统时，两种方法最有效：
- 本地-备份是在公司自己的数据中心的基础上创建和存储的；
- on-premises + cloud tier — , « » , .
他们每个人都有自己的优势。自托管和云解决方案的组合使您可以通过连接Amazon S3对象存储，Azure Blob存储，IBM Cloud Object Storage或任何其他S3兼容服务来轻松扩展所需的IT基础架构，并进一步节省长期数据存储在紧急情况下为灾难恢复提供了机会。另一方面，如果公司的活动以某种方式与客户的个人数据处理有关，则内部部署可确保快速恢复曾经创建的任何备份，不受外部因素影响，高度隐私并遵守当地法规。
通过特定示例演示Veeam软件和Western Digital混合存储相结合的有效性的最简单方法。我们从广泛的实践中选择了两个最具说明性的案例。
案例1
客户
客户是一家欧洲大型家庭用品制造商，其年营业额超过5亿欧元，在欧洲不同国家和中国设有办事处和生产设施。该公司拥有约1800名固定员工，其IT基础架构由全球8个数据中心代表。
问题
由于负载不成倍增加，客户用于创建备份的硬件和软件组合已无法充分应付分配给它的任务，因为它没有足够的带宽。另外，与重复数据删除过程相关的任务处理中存在一些问题，导致备份期间频繁失败。
寻找解决方案
客户的IT部门得出的结论是，升级现有备份基础架构并不划算，因此决定迁移到新架构，这不仅可以节省成本，而且可以解决将来的可伸缩性问题。为了组织备份系统，选择了Western Digital的混合存储Ultrastar Data60，由软件Veeam Backup＆Replication 9.5，适用于Microsoft Office 365的Veeam Backup和Microsoft Windows Storage Spaces（包含在Windows Server 2016中）进行管理。
组态
最终的硬件配置由配备有一对Broadcom 9480-8i8e MegaRAID控制器的HP Proliant DL360 G9服务器组成，这些控制器为Ultrastar Data60 I / O模块提供服务。每个RAID控制器使用4通道HD MiniSAS电缆（P / N 1EX0329）连接到I / O模块的指定端口，每个控制器可提供高达9.6 GB / s的带宽。
HP Proliant DL360 G9服务器平台
磁盘存储已部署了60个12TB Ultrastar SAS硬盘，总容量为720TB。使用T10分区，Ultrastar Data60在逻辑上分为两个区域，每个区域有30个驱动器，因此每个控制器只能看到分配给特定端口的驱动器。 IT团队以30个驱动器为一组，创建了多个带区卷集，这些集使用Windows存储空间分组为一个共享卷。这些卷中的一个用于增量备份，而另一个包含完整的备份映像，该映像使用Windows Server重复数据删除技术进一步压缩。
结果
一包1×服务器+ 2×RAID控制器+ 1×Ultrastar Data60的成本大大低于支持内部重复数据删除的专用备份设备。将来，可以通过菊花链式连接新磁盘架（最多四个）来轻松扩展该平台，而无需升级服务器平台。
案例二
客户
GreenPower是一家大型企业，专门生产天然维生素复合物和食品补充剂。该公司拥有Dr. 希提克（Hittich）及其总部位于荷兰的克尔克拉德（Kerkrad）。
问题
GreenPower需要可靠且有效的备份解决方案。最初，具有24/36托架的服务器用于这些目的，分配给备份的总磁盘空间为108 TB。当此数量不再足够时，该公司将面临扩展IT基础架构的问题。较大的存储服务器太昂贵了，必须放弃。反过来，用空磁盘定期替换完整磁盘的想法被证明是完全站不住脚的：这种方法无法提供所需级别的备份可用性，并且标记已占用磁盘的错误经常导致数据恢复困难甚至丢失。
组态
决定基于两台服务器和Veeam Backup＆Replication 9.5软件以及Western Digital的两个Ultrastar Data60磁盘架实施一个备份系统。每个混合存储均安装了60个容量为6、8和10 TB的Ultrastar SAS HDD。
10 TB的Ultrastar DC HC330数据中心
硬盘驱动器这些硬盘驱动器已配置为Windows存储空间管理的多个RAID集。对于重复数据删除，Microsoft内置软件创建了多个虚拟“ Thin”磁盘（此方法规避了64 TB的限制）。与第一个示例一样，可用磁盘空间被划分为两个逻辑卷，其中一个逻辑卷用于创建完整备份，而另一个逻辑卷用于增量备份。
结果
过渡到Ultrastar Data60存储平台有助于显着降低物流成本，就兆兆字节的信息而言，与购买功能强大的服务器相比，购买磁盘架是一种利润更高的解决方案：由于使用了Microsoft Windows Server 2016的重复数据删除功能，因此可以节省大约考虑到公司当前的需求，每378 TB物理磁盘空间中有1250 TB的空间，一个这样的机架的容量足以满足6年的每日备份需求。
另一个同样重要的优点是可以大大提高备份系统的性能：创建和还原备份的速度至少为1 GB / s。这消除了Windows Server在创建新备份之前无法完成现有备份中的重复数据删除的情况。以前，此类冲突导致整个系统的性能显着下降，但是新平台使人们可以一劳永逸地忘记它们。